一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．
1．下列表述符合物理史實(shí)的是（ ）
A．開(kāi)普勒通過(guò)分析第谷的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，提出了“日心說(shuō)”，并發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律
B．牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)推算出引力常量G的值，被譽(yù)為第一個(gè)能“稱量地球質(zhì)量”的人
C．牛頓通過(guò)“月—地檢驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力都遵從相同的規(guī)律
D．牛頓力學(xué)取得了巨大成就，適用于一切領(lǐng)域
2．一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)未接觸水面，空氣阻力忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小
B．運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)下落過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量大于重力所做的功
C．運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)下落過(guò)程中，重力勢(shì)能的改變量與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)
D．蹦極繩張緊后的下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和先增大后減小
3．2024年1月18日01時(shí)46分，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船成功對(duì)接空間站天和核心艙，變軌情況如圖所示?？臻g站軌道可近似看成圓軌道，且距離地面的高度約為390km．下列關(guān)于天舟七號(hào)的說(shuō)法正確的是（ ）
A．發(fā)射速度大于11.2km/s
B．從對(duì)接軌道變軌到空間站軌道時(shí)，需要點(diǎn)火加速
C．在對(duì)接軌道上的運(yùn)行周期大于空間站的運(yùn)行周期
D．在空間站軌道運(yùn)行的速度比赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度小
4．在礦山開(kāi)采中，滑輪裝置被用于提升和移動(dòng)礦石。如圖，一輛車通過(guò)定滑輪提升質(zhì)量為M的礦石，滑輪左側(cè)連接車的繩子在豎直方向的投影為h，當(dāng)車以速度v勻速向左行駛一段距離后，連接車的繩子與水平方向的夾角從變?yōu)?，，，則該過(guò)程中（ ）
A．礦石重力的功率為Mgv
B．礦石重力做功為
C．繩子對(duì)礦石拉力做的功等于礦石重力做的功
D．繩子對(duì)礦石拉力的功率一直保持不變
5．（錯(cuò)題重組）如圖所示，在水平圓盤上放置一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的小滑塊，滑塊離圓盤中心0.25m．滑塊與圓盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，現(xiàn)使圓盤繞垂直于盤面的中心軸緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，至小滑塊與盤面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度取，則（ ）
A．圓盤緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，滑塊所受的摩擦力做功為0
B．小滑塊與盤面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)圓盤的角速度為4rad/s
C．在小滑塊上面再放置一個(gè)相同的小滑塊，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的角速度為rad/s
D．在小滑塊上面再放置一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的小滑塊，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的角速度為rad/s
6．如圖所示，微山湖某段堤壩傾角為，某同學(xué)從水平壩面邊緣正上方h＝1.0m處，以的水平速度垂直河岸扔出一個(gè)小石子，小石子恰好落入水中，已知重力加速度，，，則壩面離水面的高度H為（ ）
A．3.2mB．4.0mC．4.8mD．5.0m
7．北京時(shí)間2024年1月18日1時(shí)46分，天舟七號(hào)貨運(yùn)飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙后向端口，中國(guó)空間站基本構(gòu)型由“”字型升級(jí)為“十”字型．“中國(guó)空間站”在距地面高400km左右的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在此高度上有非常稀薄的大氣，因氣體阻力的影響，軌道高度1個(gè)月大概下降2km，空間站安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)，可對(duì)軌道進(jìn)行周期性修正。假設(shè)中國(guó)空間站正常運(yùn)行軌道高度為h，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，軌道高度下降了，在這一過(guò)程中其機(jī)械能損失為。已知引力常量為G，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，空間站質(zhì)量為m．規(guī)定距地球無(wú)限遠(yuǎn)處為地球引力零勢(shì)能點(diǎn)，地球附近物體的引力勢(shì)能可表示為，其中M為地球質(zhì)量，m為物體質(zhì)量，r為物體到地心距離。則下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．“中國(guó)空間站”受阻力影響高度下降后運(yùn)行速率減小
B．“中國(guó)空間站”正常在軌做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為
C．“中國(guó)空間站”正常在軌做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小為
D“中國(guó)空間站”軌道高度下降時(shí)的機(jī)械能損失
8．（錯(cuò)題重組）如圖所示，ABCD是一個(gè)固定在水平地面上的盆式容器，盆的內(nèi)側(cè)與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧。BC水平，其長(zhǎng)度為，盆邊緣的高度為，在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其自由下滑，已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取重力加速度，則（ ）
A．小物塊第一次到達(dá)B點(diǎn)的速度為5m/s
B．小物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)的速度為3m/s
C．小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停在BC段距B點(diǎn)1m處
D．小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停在BC段距C點(diǎn)1.5m處
9．（錯(cuò)題重組）發(fā)展新能源汽車是我國(guó)當(dāng)前一項(xiàng)重大國(guó)家戰(zhàn)略。假設(shè)有一輛純電動(dòng)汽車質(zhì)量，汽車沿平直的公路從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，汽車啟動(dòng)后的速度記為v，牽引力大小記為圖像如圖所示，表示最大速度，ab平行于v軸，bc反向延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)。已知汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小恒定，bc段汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8s。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．汽車所受阻力為5000N
B．汽車從a到b持續(xù)的時(shí)間為32s
C．汽車能夠獲得的最大速度為12.5m/s
D．汽車從b到c過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的位移為88.75m
10．如圖所示，一輕繩繞過(guò)無(wú)摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪、，一端和質(zhì)量為m的小球連接，另一端與套在光滑固定直桿上質(zhì)量也為m的小物塊連接，直桿與兩定滑輪在同一豎直面內(nèi)，與水平面的夾角，直桿上O點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，O點(diǎn)到定滑輪的距離為L(zhǎng)，直桿上D點(diǎn)到點(diǎn)的距離也為L(zhǎng)，重力加速度為g，直桿足夠長(zhǎng)，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與其他物體相碰?，F(xiàn)將小物塊從O點(diǎn)由靜止釋放，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．小物塊剛釋放時(shí)，輕繩中的張力大小為mg
B．小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊加速度的大小為
C．小物塊下滑至D點(diǎn)時(shí)，小物塊與小球的速度大小之比為5：3
D．小物塊下滑至D點(diǎn)時(shí)，小物塊的速度大小為
二、實(shí)驗(yàn)題（20分）
11．平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，②豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。
為了研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)，可做下面的實(shí)驗(yàn)：
（1）如圖甲所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球水平飛出，同時(shí)B球被松開(kāi)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球同時(shí)落到地面，這個(gè)實(shí)驗(yàn)______；
A．只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第①條
B．只能說(shuō)明上述規(guī)律中的第②條
C．不能說(shuō)明上述規(guī)律中的任何一條
D．能同時(shí)說(shuō)明上述兩條規(guī)律、
（2）為了減小空氣阻力的影響，實(shí)驗(yàn)所用的小球應(yīng)選小_______（選填“鋼”或“塑料”）球。
（3）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖乙所示．x軸沿水平方向，y軸是豎直方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出：圖中坐標(biāo)原點(diǎn)O_______（選填“是”或“不是”）拋出點(diǎn)；平拋物體的初速度是________m/s，物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的實(shí)際速度是_______m/s。（g?。?br>12．利用生活中的器材同樣也可以去探究圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。小華同學(xué)用鐵架臺(tái)、拴有細(xì)繩的小鋼球、毫米刻度尺和停表等器材組裝成如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用于探究影響圓錐擺周期的因素，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①用毫米刻度尺測(cè)出擺長(zhǎng)L（細(xì)繩固定懸點(diǎn)與小球球心的距離）．
②給小球一個(gè)合適的初速度，使小球在圖甲所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用毫米刻度尺測(cè)出細(xì)繩懸點(diǎn)到圓軌跡平面的豎直高度。
③用停表測(cè)出小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T．
④小華同學(xué)猜測(cè)擺繩長(zhǎng)度L、細(xì)繩懸點(diǎn)到圓軌跡平面的豎直高度對(duì)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T有影響，于是他調(diào)節(jié)變量L和，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)并作圖。
根據(jù)上述步驟完成下列問(wèn)題：
（1）小華同學(xué)用停表測(cè)得小球運(yùn)動(dòng)圈的時(shí)間為。則小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度_______。
（2）小華同學(xué)在保持L不變，研究對(duì)T的影響時(shí)，得到了圖像（一條過(guò)原點(diǎn)的直線），說(shuō)明在L不變
時(shí)，對(duì)T有影響。若直線的斜率是k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠_______（用題中所給物理量的符號(hào)
表示）。
（3）不考慮阻力的影響，保持不變，下列圖中能反映T與L關(guān)系的圖像是（ ）
A．B．
C．D．
（4）在實(shí)際操作過(guò)程中，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間變長(zhǎng)，小球的角速度是否會(huì)發(fā)生變化，并說(shuō)明理由。________
三、解答題（13題8分，14題12分，15題14分）
13．2023年11月3日，我國(guó)文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星十號(hào)發(fā)射升空．若衛(wèi)星在距地球表面某高度處繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，已知地球赤道處的重力加速度為g，兩極處重力加速度為，地球可視為均勻球體，其半徑為R，引力常量為G，求：
（1）地球的質(zhì)量M及地球自轉(zhuǎn)的角速度；
（2）衛(wèi)星距地球表面的高度。
14．（錯(cuò)題重組）某同學(xué)站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，輕繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球（視為質(zhì)點(diǎn)），甩動(dòng)手腕，使小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做部分圓周運(yùn)動(dòng)（圓周擺動(dòng)）。當(dāng)小球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，輕繩突然斷裂，小球飛行水平距離d后落地，如圖所示。已知O點(diǎn)距地面的高度為d，O點(diǎn)與小球之間的繩長(zhǎng)為，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力。
（1）求輕繩斷裂時(shí)小球的速度大小和小球落地時(shí)的速度大??；
（2）求輕繩剛要斷裂時(shí)輕繩所受的拉力大小F；
（3）改變繩長(zhǎng)，使小球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，若輕繩仍在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷裂，且斷裂時(shí)輕繩所受的拉力大小仍為F，要使小球拋出的水平距離最大，求此種情況下的繩長(zhǎng)及輕繩斷裂后小球在水平方向上運(yùn)動(dòng)的最大距離。
15．如圖所示為一游戲裝置的簡(jiǎn)化圖，其軌道由U型對(duì)稱光滑水平圓管軌道ABCD、一段粗糙的豎直傾斜軌道DE和豎直光滑圓軌道EF組成。DE與EF軌道相切于E點(diǎn)．圖中半圓弧型軌道BC和圓軌道EF對(duì)應(yīng)的半徑均為R＝1m、DE的長(zhǎng)度、傾角、摩擦因數(shù)。游戲開(kāi)始時(shí)，一質(zhì)量為m＝1kg的小球（小球直徑略小于圓管口徑，可視作質(zhì)點(diǎn)）在管口A以初速度向管內(nèi)運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度g取，，，忽略空氣阻力，各軌道間平滑銜接，不計(jì)銜接處的能量損失。（結(jié)果可以用根式表示）求：
（1）小球運(yùn)動(dòng)到BC圓管軌道時(shí)，受到軌道的作用力的大??；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到傾斜軌道E點(diǎn)時(shí)，重力的功率P；
（3）若要保證小球在EF圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，小球初速度的范圍
物理答案
一、選擇題
二、實(shí)驗(yàn)題
11．（1）B（2）鋼（3）不是 4
12．（1）（2）（3）A
（4）變??；由于空氣阻力，繩與豎直方向夾角變小，所以變小
三、計(jì)算題
13（1）設(shè)地球質(zhì)量為M，在兩極處滿足
解得
在地球赤道處
解得
（2）設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，由萬(wàn)有引力提供向心力
聯(lián)立解得衛(wèi)星距地球表面的高度
14．（1）設(shè)輕繩斷裂后小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有
解得又解得
小球落地時(shí)的豎直分速度大小，
經(jīng)分析可知，解得
（2）由題意可知小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
設(shè)當(dāng)輕繩斷裂時(shí)，輕繩對(duì)小球的拉力大小為，有
根據(jù)牛頓第三定律有解得
（3）設(shè)在繩長(zhǎng)為的情況下，輕繩斷裂時(shí)小球的速度大小為，
而輕繩承受的最大拉力不變，有
設(shè)輕繩斷裂后小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，有
又 解得
當(dāng)時(shí)，x有最大值，最大值
15．（1）小球在圓管軌道內(nèi)受力分析得，
豎直方向有，水平方向有
管道對(duì)小球的作用力大小為
代入數(shù)據(jù)求解得
（2）小球從D點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得
代入數(shù)據(jù)得 小球在E點(diǎn)的功率
代入數(shù)據(jù)得P＝12W
（3）情況1：小球恰能到F點(diǎn)，滿足
球從A點(diǎn)到F點(diǎn)由動(dòng)能定理得
代入數(shù)據(jù)得 所以滿足
情況2：小球恰能到與圓心O等高位置，球從A點(diǎn)到O點(diǎn)等高位置處，
由動(dòng)能定理得
代入數(shù)據(jù)得
小球恰能到E點(diǎn)，球從A點(diǎn)到E點(diǎn)，由動(dòng)能定理得
代入數(shù)據(jù)得所以滿足
綜上分析可知，或
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
B
D
B
D
BC
CD
BCD

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